Caminito del Rey était la première des nombreuses ascensions inédites qui vont rythmer cette Vuelta a España. Une journée avec de nombreux candidats à la victoire et qui devait lancer les hostilités pour les coureurs en quête du maillot rouge.
Après un départ rapide et nerveux, six coureurs sont sortis du peloton au km 20 : Matteo Montaguti (Ag2r-La Mondiale), Walter Pedraza (Team Colombia), Nelson Oliveira (Lampre-Merida), Bert Jan Lindeman (LottoNL-Jumbo), Davide Villella (Cannondale-Garmin) et José Gonçalves (Caja Rural-Seguros RGA). Ils ont rapidement créé un écart de 3 minutes mais le peloton, emmenée par les Movistar, ne leur a pas laissé plus de marge. Au km 50, Matteo Pelucchi (IAM Cycling) fut le premier coureur à abandonner cette 70e Vuelta, victime d'une chute dans une descente alors qu'il tentait de revenir sur le peloton.
À la moitié de l'étape, les Katyusha sont venus collaborer avec Movistar pour ramener l'écart à 2 minutes. La course se dirigeait tranquillement vers son final quand une chute massive est venue piéger Vincenzo Nibali (Astana) au km 129. Le champion d'Italie, avec l'aide illicite de sa voiture d'équipe, est finalement parvenu à rejoindre le groupe principal à 10 kilomètres de l'arrivée avant d'être exclu par les commissaires de course.
Cyril Gautier (Europcar) a lancé les hostilités dans l'ascension de Caminito del Rey mais c'est l'attaque de Nairo Quintana (Movistar) qui a vraiment secoué le groupe de tête. Louis Meintjes (MTN-Qhubeka), Tom Dumoulin (Giant-Alpecin) et Nicolas Roche (Team Sky) l'ont accompagné, ensuite imité par Esteban Chaves (Orica-Greenedge). Le Colombien a établi son excellente condition en allant chercher la victoire d'étape et le maillot rouge.
